《Immunity, Inflammation and Disease》:Targeting P4HA1 Inhibits Colorectal Cancer Growth, Metastasis, and Tumor-Associated Macrophage Infiltration via P4HA2-PI3K-AKT Pathway
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本研究揭示了靶向抑制脯氨酰4-羟化酶亚基α1(P4HA1)可通过调控P4HA2-PI3K-AKT信号轴,显著抑制结直肠癌(CRC)细胞的增殖、迁移侵袭能力,并减少CCL2/CCL4/CCL7等趋化因子介导的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)浸润及M2型极化。该研究为P4HA1作为CRC治疗新靶点提供了理论依据。
P4HA1表达与结直肠癌预后及免疫浸润的相关性
通过生物信息学分析发现,P4HA1在结直肠癌(CRC)组织中的表达显著高于正常结肠组织,且高表达与患者总体生存期(OS)缩短密切相关。肿瘤免疫评估资源(TIMER)数据库分析显示,P4HA1高表达与CD8+T细胞浸润减少、中性粒细胞及巨噬细胞浸润增加显著相关,尤其与M2型巨噬细胞浸润呈正相关。临床样本验证表明,90对CRC组织中P4HA1蛋白主要表达于肿瘤细胞,其高表达与TNM分期晚期(Ⅲ/Ⅳ期)、淋巴结转移(N1-N3)及远处转移(M1)显著相关。生存分析进一步证实P4HA1高表达患者OS和无病生存期(DFS)更差。免疫组化连续切片显示,P4HA1表达与TAM标志物CD68(r=0.433)及M2型标志物CD163(r=0.521)浸润密度正相关,提示P4HA1参与调控肿瘤免疫微环境。
P4HA1敲低抑制结直肠癌细胞生长与转移
在CRC细胞系HT-29、SW620和HCT116中,P4HA1表达均显著高于正常肠上皮细胞NCM460。通过慢病毒介导的shRNA敲低P4HA1后,CCK-8实验显示HT-29和SW620细胞活力显著下降,克隆形成实验表明细胞增殖能力受损。Transwell实验进一步证实,P4HA1敲低可抑制细胞的迁移和侵袭能力。这些结果说明P4HA1在维持CRC细胞恶性表型中起关键作用。
P4HA1调控趋化因子分泌及TAM招募
通过TIMER数据库分析发现,P4HA1表达与CCL2、CCL4、CCL7等多个TAM相关趋化因子mRNA水平正相关。在P4HA1敲低的HT-29细胞中,RT-qPCR和ELISA检测显示CCL2、CCL4、CCL7的mRNA和蛋白分泌水平显著下降。共培养Transwell实验表明,P4HA1敲低可减少THP-1来源巨噬细胞的跨膜迁移,证实P4HA1通过调控趋化因子分泌影响TAM招募。
P4HA1与P4HA2互作激活PI3K-AKT通路
通过HitPredict数据库预测及实验验证,内源性Co-IP和免疫荧光共定位证实P4HA1与P4HA2存在直接相互作用。Western blot结果显示,P4HA1敲低可抑制PI3K和AKT磷酸化水平。进一步实验发现,P4HA2敲低同样抑制PI3K-AKT通路活化,而P4HA1过表达可逆转该效应。回复实验表明,P4HA2敲低抑制CRC细胞克隆形成、迁移侵袭及TAM招募,而P4HA1过表达可部分恢复上述表型,证明P4HA1通过P4HA2调控PI3K-AKT通路。
体内实验验证P4HA1的抑癌作用
在裸鼠异种移植模型中,P4HA1敲低显著抑制HT-29细胞成瘤能力,肿瘤组织内上皮标志物E-钙黏蛋白表达上升、间质标志物Vimentin表达下降。免疫组化及免疫荧光显示,P4HA1敲低组肿瘤中巨噬细胞(F4/80+)及M2型巨噬细胞(Arg-1+)浸润减少,M1型巨噬细胞(iNOS+)比例增加。原位肝转移模型证实,P4HA1敲低可减少CRC肝转移灶数量,表明其具有抑制远端转移的潜力。
讨论与展望
本研究系统阐明了P4HA1通过P4HA2-PI3K-AKT信号轴促进CRC进展的新机制,同时揭示了其调控TAM浸润及极化的免疫调节功能。尽管研究存在依赖临床前模型的局限性,但结果为开发P4HA1靶向疗法提供了理论依据,未来可探索其与现有化疗/靶向药物的协同效应。